資源簡介

第二章 分子結構與性質
第一節 共價鍵
2.1.2 鍵參數—鍵能、鍵長與鍵角
【教材分析】
本章比較系統的介紹了分子的結構和性質，內容比較豐富。首先，在第一章有關電子云和原子軌道的基礎上，介紹了共價鍵的主要類型σ鍵和π鍵，以及鍵參數——鍵能、鍵長、鍵角；接著，在共價鍵概念的基礎上，介紹了分子的立體結構，并根據價層電子對互斥模型和雜化軌道理論對簡單共價分子結構的多樣性和復雜性進行了解釋。最后介紹了極性分子和非極性分子、鍵的極性對化學性質的影響、分子間作用力、氫鍵等概念，以及它們對物質性質的影響，并從分子結構的角度說明了“相似相溶”規則等。
【課程目標】
課程目標 學科素養
1. .理解鍵能、鍵長、鍵角等鍵參數的概念。 2.能應用鍵參數一鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的結構和性質。 a.微觀探析：共價鍵的鍵參數對物質性質的影響
【教學重難點】
教學重點：通過鍵參數解釋物質的結構與性質
教學難點：通過鍵參數解釋物質的結構與性質
【教學過程】
【新課導入】
如何解釋HCl、HBr和HI的穩定性的差異？
【思考交流】
共價鍵的強弱用什么來衡量？我們如何用化學語言來描述不同分子的空間結構和穩定性？
任務一：鍵參數
【講授】
共價鍵的強弱可用鍵能來衡量。
1.鍵能
概念：氣態分子中1mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量。
單位：kJ mol-1
條件：鍵能可以通過實驗測定，但更多的是推算獲得的，通常是298.15K、100kPa條件下的標準值，獲取平均值。
鍵能可通過實驗測定，更多卻是推算獲得的。例如，斷開CH4中的4個C—H，所需能量并不相等，因此，CH4中的C—H只能是平均值，而表2-1中的C—H鍵能是更多分子中的C—H鍵能的平均值。
【學生活動】
請找出鍵能數據中的規律。
【講解】
規律：
成鍵原子相同的共價鍵的鍵能:
單鍵的鍵能 ＜ 雙鍵的鍵能 ＜ 三鍵的鍵能
形成共價鍵的原子的原子半徑越大，鍵能越小。
【講授】
2.鍵長
概念：構成化學鍵的兩個原子的核間距。 單位：pm（1 pm＝10-12 m）
原子半徑決定化學鍵的鍵長，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短。
【展示】展示常見化學鍵的鍵長。
【學生活動】
請找出數據中的規律。
【講解】
規律：
同種類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越小。
成鍵原子相同的共價鍵的鍵長:
單鍵鍵長 ＞ 雙鍵鍵長 ＞ 三鍵鍵長
一般地，鍵長越短, 鍵能越大，共價鍵越牢固,由此形成的分子越穩定。
【思考交流】
F-F不符合“鍵長越短，鍵能越大”的規律，為什么？
【講解】
F原子半徑很小，因此F-F的鍵長短，而由于鍵長短，兩個F原子形成共價鍵時，原子核之間的距離小，排斥力大，因此鍵能小。
【思考交流】
同為三原子分子，為什么CO2的空間結構是直線形，而H2O的空間結構是V形（角形）？
【講授】
3.鍵角
概念：在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角稱為鍵角。
【展示】CO2、H2O、NH3分子的鍵角。
【講解】
二氧化碳分子鍵角呈180°，分子呈現直線形；水分子鍵角呈105°，分子呈現V形，氨分子鍵角是107°，分子呈現三角錐形。鍵角可反映分子的空間構型，是描述分子結構的重要參數，多原子分子的鍵角一定，表明共價鍵具有方向性。
【講授】
鍵參數的應用
1、鍵能的應用
①判斷共價鍵的穩定性
從鍵能的定義可知，破壞1mol化學鍵所需能量越多，即共價鍵的鍵能越大，則共價鍵越牢固。
②判斷分子的穩定性
一般來說，結構相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定。如分子的穩定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。
③估算化學反應的反應熱
同一化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量與氣態原子結合形成化學鍵所釋放的能量在數值上是相等的，故根據化學鍵的鍵能數據可計算化學反應的反應熱，
即ΔH=反應物中化學鍵鍵能之和﹣生成物中化學鍵鍵能之和。
【思考交流】
N2 、O2 、F2分別與H2的能力依次增強,從鍵能的角度應如何理解這一化學事實？
【講解】
N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強,其原因是N≡N鍵、O=O鍵、F—F鍵的鍵能依次為946 kJ·mol-1、497.3 kJ·mol-1、157 kJ·mol-1,鍵能越來越小,共價鍵越來越容易斷裂。
【講授】
鍵參數的應用
2、鍵長的應用
（1）鍵長越小,一般鍵能越大,共價鍵越穩定,含該共價鍵的分子越穩定。
（2）鍵長判斷方法
①根據原子半徑判斷
其他條件相同時，成鍵原子的半徑越小，鍵長越短。
如鍵長：H－I > H－Cl>H－F；Br－Br>Cl－Cl>F－F；Si－Si>Si－C>C－C。
②根據共用電子對數目判斷
對于相同的兩原子形成的共價鍵而言，當兩個原子間形成雙鍵、鍵時，由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，鍵長變短，故單鍵鍵長>雙鍵鍵長>三鍵鍵長。如鍵長：C－C > C=C > C≡C。
3、鍵角的應用
①鍵長和鍵角決定分子的空間結構。
②常見分子中的鍵角與分子空間結構。
【課堂練習】略
【拓展提升】
利用下表數據說明乙烷、乙烯和乙炔的反應活性。
【講解】
1、雖然鍵長C≡C＜C=C＜C－C，鍵能C≡C＞C=C＞C－C，乙烷、乙烯和乙炔中碳碳鍵的鍵能大小之比不是1∶2∶3。但乙烯、乙炔中π鍵不如σ鍵牢固，容易發生加成反應。乙烯、乙炔在發生加成反應時，只有π鍵斷裂(π鍵的鍵能一般小于σ鍵的鍵能)，即共價鍵部分斷裂。
【課堂練習】
略
【課堂小結】
鍵參數對分子性質的影響

展開更多......

收起↑